Hozzájárulás a virtuális erőmű építéséhez: 108,4 kw Torma József, CEM okl. villamosmérnök, okl. energiamenedzser szakmérnök jtorma@terbete.hu Energia-megtakarítás a MÁV Vasjármű Járműjavító és Gyártó Kft. szombathelyi telephelyén A cikk a MÁV Vasjármű Járműjavító és Gyártó Kft. szombathelyi telephelyén 2012-ben történt energia-megtakarítási eredményeket mutatja be, külön kiemelve két átalakítást, melyek jelentősen csökkentették a gázfelhasználásukat. A cég nem egészen egy évvel előtte csatlakozott a Virtuális Erőmű Programhoz Energiatudatos Vállalatként. A cikk az azóta eltelt időszakban elért eredményeiket mutatja be. The article below presents the energy-saving results of MÁV Vasjármű Járműjavító és Gyártó Ltd. The company has joined to Virtual Power Plant Programme since 2012 and started a strong energy-saving campaign, including action plans for general energy saving measures as well as certain rebuilding and refitting projects. In less than one year they have achieved significant reduction of their gas consumption. A MÁV Vasjármű Járműjavító és Gyártó Kft. központi telephelye a nyugat-dunántúli régióban Szombathelyen, a kiemelten teherkocsi futójavítással foglalkozó egysége Celldömölkön helyezkedik el. Az üzemet 1872-ben alapította a Vasút. Kezdetben a vasúti gőzmozdony- és teherkocsi javítás volt a fő feladat. Az üzem a történelmi, politikai és gazdasági viszontagságok ellenére rendkívüli alkalmazkodó képességének köszönhetően, a MÁV Vasjármű Kft. 1992. december 30.-ki megalakulását követően is jelentős erőt képvisel az ipari termékek és szolgáltatások piacán. A tevékenységi kör az évek folyamán tovább szélesedett és jelenleg is bővül. Fő profilként a vasúti vontató- és vontatott járművek (kis- és közepes teljesítményű dízelmozdonyok, mellékvonali motorvonatok, különféle teher- és személykocsik, nosztalgiajárművek) javítása, karbantartása, átépítése, korszerűsítésén túl végzi az MTU (motor), Behr (hűtő), Voith (hajtómű) szakszervizek tevékenységét is. Ezenkívül foglalkoznak acél- és alumínium szerkezetgyártással, szereléssel, fémmegmunkálással, valamint különleges speciális szolgáltatások nyújtásával.
A műszaki hátteret daruzott csarnokok, speciális szerszámok és berendezések továbbá a több mint 400 főt meghaladó jól képzett, nagy tapasztalattal rendelkező szakembergárda biztosítja. A piaci verseny kívánalmainak megfelelően rendelkeznek az ISO 9001:2000-es, az ÖNORM M 7812 minősítéssel, a DIN 6700-as tanúsítvánnyal, Railion (DB) minősítéssel, ÖBB teher- és személykocsik fővizsgás javításáról szóló minősítéssel, valamint a DIN-EN 729-2 szerinti "Európai hegesztő üzem" címmel. Ezen minősítések is hozzájárulnak a megrendelések színvonalas kivitelezéséhez. A cég menedzsmentje elkötelezett az energia-felhasználás hatékonyságának növelése mellett is. Egyrészt, mert a telephely tevékenységének jellegéből adódóan - villamos-energia és hőszükséglete jelentős, ennek csökkenése a versenyképességet jótékonyan befolyásolja. Másrészt, mert az alacsonyabb felhasználás környezetvédelmi szempontból is előnyös (kibocsátás csökkenéssel jár). Ehhez illeszkedve MÁV Vasjármű Kft 2012-ben megpályázta és elnyerte az Energiatudatos Vállalat címet. A címet a Virtuális Erőmű Programmal szorosan együttműködő, a hazai vállalkozások energiahatékonyságának előmozdítását célzó Energiahatékonysági Kiválósági Pályázat Irányító Bizottsága ítélte oda. A bizottság tagjai között megtalálható az Országgyűlés Fenntartható Fejlődés Bizottsága, a Nemzeti Fejlesztési Minisztérium és több, nagyhírű műszaki-gazdaságtudományi egyetem képviselője. A cím elnyerése részben az eddigi eredményeknek, részben a jövőre vonatkozó terveknek és vállalásoknak köszönhető. Ezek közül néhány, a teljesség igénye nélkül: - A vállalat stratégiáját megfogalmazó dokumentumokban nevesítésre kerül az energiahatékonyság javítása. Az energia hatékonysággal a versenyképességüket kívánják növelni. - Az energiahatékonyság irányításának feladatával a közeljövőben a felső vezetés egy tagját a menedzsment megbízza. - Intézkedéseket tesznek abba az irányba, hogy a kijelölt energia menedzsment motiválása az elért eredményekhez igazodjon. - Intézkedéseket tesznek abba az irányba, hogy a jelenleg működő munkacsoport tagjainak teljesítmény értékelése függjön az energiahatékonysági eredményektől. - Intézkedéseket tesznek abba az irányba, hogy a nagyteljesítményű költséghelyhez kötött villamos fogyasztókat is bevonják az adatgyűjtő rendszerbe. - Szakértőkből álló csoportot hoznak létre az adatok gyűjtésére, illetve hitelesítésére. - A vállalat egy energetikai szakértő vállalkozást bízott meg az energetikai audit elkészítésével. A kiértékelés után javaslatot vár az energia hatékonyabb felhasználására. - Az akciótervekben nevesítésre kerülnek a feladat és költség ütemtervek. - Az energia hatékonysági akciótervek rendszeresen vizsgálva és aktualizálva vannak. A folyamat hatékonyságát, eredményeit szervezeti szinten áttekintik, fejlesztik. - Az akciótervekben kiemelt energetikai projektek megvalósításához az erőforrások az éves üzleti tervben megjelennek. - A MÁV Vasjármű Kft. célként kitűzött energetikai rendszer korszerűsítésének megvalósulása esetén az elért megtakarításokat elszámolja a Virtuális Erőmű Programban. - Az elért eredményekről sikerbeszámolókat készít, ezeket a beszámolókat megosztja a dolgozóval, illetve a beszállítókkal, partnerekkel.
A fenti vállalásokat a cég komolyan vette és ez mint alább látni fogjuk meglátszik a 2012. évi energiafelhasználásban is. A megkezdett szervezési intézkedéseken kívül ebben az évben a szombathelyi telephelyen energetikai szempontból két jelentős átalakítás történt: 1. Az eddig használt, gőz hőhordozójú, illetve gázégős, alacsony energetikai hatásfokú, rosszul hőszigetelt vasúti kerékpárfestésre használt kabinokat lecserélték egy METRON típusú, sokkal jobb energetikai hatásfokú kabinra. 2. A vasúti teherkocsik és egyéb szállító eszközök festésére szárítására használt festő-szárító kabin fűtési és légtechnikai rendszereit szabályozó szelepekkel és elektronikus szabályozókkal látták el. Az alábbiakban röviden bemutatjuk ezeket az átalakításokat és az elért eredményeket: 1. Vasúti kerékpárfestő kabin cseréje Az eredeti vasúti kerékpárfestésre használt kabin egy részben gőz, részben gázégős fűtésű, energetikai szempontból elavult berendezés volt. A mérete (25x4x8m) miatt sem volt gazdaságos a kerékpárok festésére. Az új festő és szárító kabin egy METRON gyártmányú endotermikus kabin az alábbi jellemzőkkel: A METRON típusú festőberendezés belső méreteinek megfelelő helyigényű járművek vagy tárgyak festésének technológiai berendezéseként használható olyan esetekben, amikor végeredményként a gyors és megfelelő minőségű száradás mellett a por és más mechanikai szennyeződésektől mentes festési felület is követelmény. Ennek érdekében a berendezés működése két szakaszra osztható: 1.) Festés 2.) Szárítás régi berendezés új festőkabin A berendezéshez tartozó befúvó és elszívó gépészet a beépített vezérléssel szabályozott módon biztosítja a munkafázisokhoz szükséges hőmérsékleteket és időtartamot. A levegő tisztasága az alsó és felső szűrőknek köszönhető, az előszűrő védi a ventillátorokat és megóvja a felső szűrőket.
A berendezés fő részei - fényező kamra - black sun infra fűtés - gépészet A fényező kamra oldalfala 50 mm-es, festett, hőszigetelt szendvicspanelekből áll. A szigetelőanyag tűzálló. A borító lemez horganyzott vagy porfestett, préselt, hajlított lemez. A szigetelés üveggyapot. A fűtőpanelek a kabin falába integrálva és a mennyezeten kerültek elhelyezésre. Két sorban, a kabin falába került beépítésre az oldalsó fűtőrendszer olyan módon, hogy az elektromos vezetékek és kötések a kamrán kívülre kerültek, így a fűtés beépítése szikramentes. A fűtőpanelek soros kötéssel csatlakoznak. A felületi hőmérsékletet a biztonsági előírásoknak megfelelően 160 C-ra van korlátozva. A hőmérséklet korlátozásához a jelet beépített PT-100 hőfokmérő szonda biztosítja. A mennyezeten került elhelyezésre - egymás mellett két sorban, soronként 2-2 egyenként 4 kw - teljesítményű fűtőelem. Nagy teljesítményükből adódóan ezek a fő fűtőelemek. Felületi hőmérsékletük 240 C-ra van korlátozva. Bekötésük és hőkorlátozásuk megegyezik az oldalsó fűtésével. A fűtőelemek szekcionált kapcsolásúak. Az igényeknek megfelelően külön kapcsolható a felső fűtés és a két oldal is működhet egymástól függetlenül. A kapcsolás a kamra frontján elhelyezett vezérlésen keresztül lehetséges. A beépített fűtőteljesítmény 60kW A festőkamrába szükséges levegőáramot egybeépített, kombinált gépészet biztosítja. A berendezés három részből áll. Az elszívó csatornával összekötve alul helyezkedik el az elszívó gépészet, felette a befúvó gépészet és a visszaforgató zsalu. A levegő mennyiségét a motorok fordulatszámának változtatásával lehet szabályozni. Erre a célra a vezérléssel összekötve frekvenciaváltók szolgálnak. A festőkamrához kapcsolódik a szárítókamra. A kamra fűtése oldalfalon elhelyezett villamos fűtőpanelekkel történik. Teljesítmény: 45 kw Az elszívást 4,5 kw teljesítményű ventilátor látja el. Az új kabin mérete kisebb, a beépített teljesítmény kevesebb, mint a felére esett vissza. Ezzel együtt ugyanazt a feladatot látja el, mint az elődje, lényegesen kevesebb energia felhasználásával. Az átalakítás előtti és utáni energiafelhasználási és költség adatokat az alábbi táblázatban foglaltuk össze: Beépített telj Üzemóra Éves fehasználás Éves energia ktsg kw Nyár Tél kwh/év Ft/év LÉGTECHNIKA 30 1 380 1 380 82 800 2 124 648 DEWA GÁZÉGŐ 230 1 104 253 920 4 547 191 FÉNYEZŐ GÁZÉGŐ 230 1 242 285 660 5 115 590 KABIN VILÁGÍTÁS 18 1 325 1 325 47 700 1 223 982 ÖSSZESEN 13 011 411 LÉGTECHNIKA 20 1380 1380 55 200 1 416 432 METRON VILLAMOS FŰTÉS 105 966 101 430 2 602 694 FESTŐ VILLAMOS FŰTÉS 105 1104 115 920 2 974 507 SZÁRÍTÓ VILÁGÍTÁS 2,8 1325 1325 7 420 190 397 ÖSSZESEN 7 184 030 Ez alapján az éves költségmegtakarítás 5,8 mft /év.
Az átalakítás költsége 14 mft volt, az egyszerű megtérülési idő 2,4 évre adódik. Annak ellenére, hogy az átalakítás jelentős energia- és költség megtakarítással jár, tekintve, hogy gáz kiváltása történt villamos energia felhasználásával, a VEP szempontjából ezt a projektet nem számíthatjuk be. 2. Vasúti kocsik festő-szárító kabin légtechnikai rendszerének átalakítása Ez a festőműhely elsősorban vasúti tehervagonok vizes bázisú festésére, festés előkészítésére van kialakítva. A műhely előkészítő, fényező, szárító, illetve matricázó helyiségből áll. A helyiségek fűtése a központi kazánházban gázégővel előállított gőzkazánokkal történik. A gőznyomás 0,5-1,5 bar közötti. A keletkező kondenzvízet szintszabályozóval ellátott tartályban gyűjtik, és automatikus vezérlésű szivattyú juttatja vissza a kazánházba. A 2012. évi karbantartásnál, korszerűsítésnél az előkészítő, matricázó helyiségek gépészeti berendezésein általános karbantartás, tisztítás, szűrőcsere, korszerűbb nagyobb hatékonyságú világítótestek beépítése történ. A festő, illetve fényező kabinokban a nagyobb hatékonyságú világítótestek cseréje mellett a kamrák fűtésének korszerűsítésére is sor került. A kamrák fűtését kamránként 5db 7,5 kw-os teljesítményű radiális ventillátoros légbefúvó szolgáltatja. A fűtést 2db 580, illetve 1db 208 kw-os gőzfűtésű gőz/levegő kalorifer biztosítja. Beépített fűtési teljesítmények: Fűtőberendezés Mennyiség Egségnyi Összesen db kw kw Fényező Befúvó 1 2 580 1 160 fülke Befúvó 2 1 208 208 Szárító Befúvó 1 2 580 1 160 kabin Befúvó 2 1 208 208 ÖSSZESEN 2 736
A 20 C-os festési ill a 50 C-os szárítási hőmérséklethez a mérési adatok alapján 1 800 kw egyidejű teljesítmény szükséges. A jelentős veszteségek miatt a gáz oldalon szükséges teljesítmény a becslések szerint ennél kb. 38%- kal magasabb: Kazán füstgázveszteség: 9% Iszapolásí veszteség: 5% Kazán sugárzási veszteség: 4% Gőztávvezeték hőveszteség: 5% Vissza nem térő kondenzveszteség: 8% Kondenz párolgásí veszteség: 4% Kondenz szállításí veszteség: 3% ÖSSZESEN 38% azaz kb. 2 484 kw. Működés az átalakítás előtt: A fűtési gőz mennyiségének szabályozása csak a hőközpontban lévő gőzszelepekkel volt lehetséges. A kabinok festés, illetve szárítás üzemmódban működtethetőek. Festés üzemmódban az eredetileg beépített elektromos vezérlésű pneumatikának volt a feladata szabályozni a légcsappantyúk állását, úgy hogy 90% frisslevegő került a festőkabinba. Szárításnál a friss levegő mennyiség 10%, a többi belső keringetéssel visszakerült a fűtőtestekre. A rendszer működése energetikai szempontból nem volt kielégítő. Működés az átalakítás után: Az energiatakarékos működéséhez a következő átalakítások történtek: 1. A kamrák gőzös hőcserélőinek gőz előremenő ágaiba digitális hőfokszabályozók által vezérelt motoros szelepek kerültek beépítésre. A kamrák hőmérsékletét a pontos hőmérséklet beállításához 2 ponton mérik. Ezzel a hatékony hőmérséklet szabályozás megoldódott. Az eredeti 1-1,5 bar-os gőznyomással szemben 0,5-1 bar-os nyomással lehetett biztosítani a megfelelő hőmérsékletet. 2. A légcsappantyúk, illetve a pneumatikus vezérlés is átalakításra került, ezáltal a meleg levegő hatékonyabban visszacirkulál a fűtőtestekre. Gőz vezetékbe beépített motoros szelep és elektronikus hőfok szabályozók
Figyelembe véve a napi 8 órás munkarendet, valamint azt, hogy gyakorlatilag egész évben, akár a hűvösebb nyári (reggeli) időszakban is szükséges fűteni, az éves felhasználáshoz a csúcskihasználási óraszám évi 1000 h-ban lett megállapítva. Az átalakítás költsége kb. 1m Ft volt. Mindezek figyelembe vételével az átalakítás előtti és utáni gázfelhasználást az alábbi táblázatban foglaltuk össze: Átalakítás előtt Átalakítás után Különbözet Éves gázfelhasználás: kwh 2 484 000 1 987 200-496 800 Éves gázköltség Ft 44 485 273 35 588 219-8 897 055 Figyelembe véve, hogy az átalakítás költsége kb. 1m Ft volt, kevesebb, mint két hónapon belüli a megtérülés. A fenti két kiemelt energia-megtakarítási projekt a becslések, számítások szerint összesen 108 440 m 3 gáz megtakarítást eredményezett. A 2011. és 2012. évi teljes gázfelhasználást az alábbi grafikon szemlélteti: A februári hónapot leszámítva, amikor elsősorban a rendkívüli időjárás miatt magas a 2012. évi felhasználás, egy szignifikáns csökkenést látunk a 2011. évhez képest. Az éves felhasználások az alábbiak szerint alakultak: - 2011 év: 1 202 983 m 3-2012 év: 997 411 m 3 Ha figyelembe vesszük az éves fűtési hőfokhidat az alábbi értékekkel: - Fűtési hőfokhíd 2011: 2 821 napfok - Fűtési hőfokhíd 2012: 2 791 napfok a 2012-es év gázfelhasználása így is kevesebb 194 851 m 3 -el (1 840 173 kwh-val), ami egyrészt a fent részletezett két kiemelt átalakítás és az Energiatudatos Vállalat projekt keretében történt, a bevezetőben felsorolt szervezési, energia-megtakarítási feladatok sikerének könyvelhető el. A VEP szempontjából kiváltott villamos teljesítmény számításhoz ebből a megtakarításból kivesszük a vasúti kerékpárfestő kabin cseréjéből eredő csökkenést, (l. 1. projekt) mivel ott a gáz kiváltása villamos energiával történt: - teljes gázmegtakarítás: 1 840 173 kwh
- ebből a vasúti kerékpárfestő kabin átalakítás: 539 580 kwh A VEP számításhoz figyelembe vett megtakarítás: Q VE = 1 840 173 kwh 539 580 kwh = 1 300 593 kwh A kiváltott teljesítmény pedig: P VEP = Q VE x η / τ CS = (1 300 593 kwh * 50%) : 6000 h = 108,4 kw ahol: P VEP a VEP szempontjából értékelt villamos teljesítmény csökkenés, Q VE a teljesítmény számítás alapját képező hőenergia megtakarítás, η átlagos erőművi hatásfok τ CS erőművi éves csúcsidei üzemóraszám Köszönetnyilvánítás A cikk elkészítéséhez pótolhatatlan segítséget nyújtott Nagy Ernő villamos üzemmérnök, aki a MÁV Vasjármű Járműjavító és Gyártó Kft. főenergetikusaként a az említett projektek gazdája volt.